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太瓦飞秒脉冲激光峰值功率测量装置及测量不确定度分析
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作者 朱光毅 金尚忠 +8 位作者 吴磊 薛媛元 莫云龙 尤越 张云龙 俞兵 杨鸿儒 董再天 卢飞 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第2期398-404,共7页
超短超强脉冲激光(飞秒强激光)具有极高的峰值功率,在激光惯性约束聚变、高能物理、激光微加工等领域具有广阔的应用前景。飞秒脉冲激光峰值功率是评价超短超强脉冲激光系统性能的重要参数。介绍了基于光谱相位相干直接电场重构法的太... 超短超强脉冲激光(飞秒强激光)具有极高的峰值功率,在激光惯性约束聚变、高能物理、激光微加工等领域具有广阔的应用前景。飞秒脉冲激光峰值功率是评价超短超强脉冲激光系统性能的重要参数。介绍了基于光谱相位相干直接电场重构法的太瓦量级飞秒脉冲激光峰值功率测量方法、测量装置组成和工作原理,搭建了一套太瓦量级的飞秒脉冲激光峰值功率测量装置,分析和讨论了影响太瓦激光峰值功率测量结果的测量不确定度分量来源和主要因素。测量峰值功率的重复性为2.9%,测量不确定度达到17.6%(k=2),有效解决了太瓦量级飞秒激光峰值功率测量问题。 展开更多
关键词 飞秒激光 脉冲宽度 脉冲波形 峰值功率 测量不确定度
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紫外飞秒激光的脉宽测量方法 被引量:6
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作者 陈星 游利兵 +1 位作者 尹广玥 方晓东 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期205-211,共7页
相对于近红外波段的飞秒激光脉冲,紫外波段的飞秒脉冲由于具有单光子能量高、聚焦特性好、电离率高和成丝阈值低等优点,在高功率密度光场的产生、等离子体光物理等领域有着越来越广阔的应用前景,成为激光技术的研究热点。随着紫外飞秒... 相对于近红外波段的飞秒激光脉冲,紫外波段的飞秒脉冲由于具有单光子能量高、聚焦特性好、电离率高和成丝阈值低等优点,在高功率密度光场的产生、等离子体光物理等领域有着越来越广阔的应用前景,成为激光技术的研究热点。随着紫外飞秒激光技术的发展,传统的脉宽测量方法不能满足需求。指出了紫外飞秒激光脉宽测量研究的主要进展,讨论了目前可用于紫外飞秒激光脉宽的测量方法,主要有双光子荧光测量法、互相关法、简并四波混频法、多光子电离法,介绍了相关测量原理与特点。在此基础上,对紫外飞秒激光脉宽测量技术研究前景进行了展望。 展开更多
关键词 激光技术 紫外飞秒脉冲 互相关法 多光子电离法 双光子荧光法 脉宽测量
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基于电控光学采样的飞秒激光距离测量系统 被引量:1
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作者 薛睿 武子铃 +2 位作者 董佳琦 胡明列 宋有建 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期78-85,共8页
基于电控光学采样原理开展了飞秒激光飞行时间绝对距离测量的实验研究。电控光学采样技术使用两台重复频率锁相的飞秒激光器,分别作为信号激光器和本地振荡器。在本地振荡器的谐振腔内插入电光调制器并施加方波调制,实现了可控、高效的... 基于电控光学采样原理开展了飞秒激光飞行时间绝对距离测量的实验研究。电控光学采样技术使用两台重复频率锁相的飞秒激光器,分别作为信号激光器和本地振荡器。在本地振荡器的谐振腔内插入电光调制器并施加方波调制,实现了可控、高效的等效时间采样,采样速度由电光调制器的调制频率决定。基于这一采样原理开展脉冲飞行时间绝对距离测量实验。选用一对重复频率约为158 MHz的被动锁模光纤激光器作为光源,对固定目标进行单次测量的最大更新速率可达到200 kHz,经过4100次单次测量平均后,测距精度可达到16.7 nm。在此基础上,测量了硅基微机械器件中深度约为67.6µm的微槽。 展开更多
关键词 测量 飞秒脉冲 电控光学采样 飞行时间 绝对距离测量
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频率分辨光学开关法测量飞秒脉冲 被引量:2
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作者 刘文军 王卫京 +1 位作者 戴恩文 周常河 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2007年第3期50-56,共7页
阐述了频率分辨光学开关法测量飞秒脉冲的原理,详细分析了模式尺寸效应和非线性效应对飞秒脉冲测量的影响。构建了一台用于飞秒脉冲测量的二次谐波-频率分辨光学开关装置,利用该装置对谐振腔输出的飞秒脉冲及压缩后的脉冲进行了测量。... 阐述了频率分辨光学开关法测量飞秒脉冲的原理,详细分析了模式尺寸效应和非线性效应对飞秒脉冲测量的影响。构建了一台用于飞秒脉冲测量的二次谐波-频率分辨光学开关装置,利用该装置对谐振腔输出的飞秒脉冲及压缩后的脉冲进行了测量。得到了飞秒脉冲的时间宽度及光谱宽度、电场及其相位在时域和频域的详细信息。谐振腔直接输出脉冲的时间宽度为56fs,光谱宽度为27nm,时间带宽积为0.686,算法中的最小误差为0.001792。脉冲压缩后的测量结果为27fs,光谱宽度为92nm,时间带宽积为1.27,算法误差为0.0093289。 展开更多
关键词 飞秒激光 脉冲测量 频率分辨光学开关法
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单脉冲飞秒激光时域参数测量技术研究 被引量:3
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作者 吴磊 张彪 +6 位作者 俞兵 袁良 陈超 薛媛元 董再天 杨鸿儒 黎高平 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期690-696,共7页
钛宝石飞秒激光放大系统具有重复频率低、脉冲波形复杂等特点,为准确测量其峰值功率,提出对单次脉冲波形和脉冲宽度测量的需求。介绍了单脉冲飞秒激光时域波形和脉冲宽度的测量原理和测量方法,设计了基于频率分辨光学开关法的单脉冲飞... 钛宝石飞秒激光放大系统具有重复频率低、脉冲波形复杂等特点,为准确测量其峰值功率,提出对单次脉冲波形和脉冲宽度测量的需求。介绍了单脉冲飞秒激光时域波形和脉冲宽度的测量原理和测量方法,设计了基于频率分辨光学开关法的单脉冲飞秒激光时域参数测量装置。讨论了单脉冲飞秒激光时域参数测量校准面临的问题及解决方法。 展开更多
关键词 飞秒激光 脉冲宽度 脉冲波形 单次脉冲测量
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Pulse collapse and blue-shifted enhanced supercontinuum in a photonic crystal fiber 被引量:1
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作者 刘文军 庞利辉 +2 位作者 林翔 高仁喜 宋晓伟 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2013年第3期323-328,共6页
The blue-shifted supercontinuum generation in a photonic crystal fiber pumped by high peak power femtosecond pulses with a wavelength located in the anomalous dispersion region is investigated experimentally and numer... The blue-shifted supercontinuum generation in a photonic crystal fiber pumped by high peak power femtosecond pulses with a wavelength located in the anomalous dispersion region is investigated experimentally and numerically.The formation of a blue-shifted enhanced supercontinuum due to the pulse collapse is demonstrated.The process of the pulse collapse is measured by using the grating-eliminated no-nonsense observation of ultrafast incident laser light e-fields technique(GRENOUILLE).Numerical simulations in spectral and temporal domains are conducted.The data from the numerical simulations are in good agreement with the experimental results.Our experimental results and numerical simulations show that pulse collapse is the determining factor in the generation of a blue-shifted supercontinuum. 展开更多
关键词 femtosecond pulse ultrafast measurement SUPERCONTINUUM
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复制脉冲对的时间延迟对光谱相位相干直接电场重建法测量飞秒脉冲的影响 被引量:2
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作者 曹士英 邓玉强 +3 位作者 孙青 于靖 张志刚 王清月 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1827-1831,共5页
光谱相位相干直接电场重建法(SPIDER)是测量飞秒脉冲激光参数快速而准确的方法。通过实验研究了SPIDER方法在实际测量时,两复制脉冲对的不同时间延迟对还原光谱相位和重建脉冲时域波形的影响。实验表明,时间延迟在0.22~1.82 ps范围内... 光谱相位相干直接电场重建法(SPIDER)是测量飞秒脉冲激光参数快速而准确的方法。通过实验研究了SPIDER方法在实际测量时,两复制脉冲对的不同时间延迟对还原光谱相位和重建脉冲时域波形的影响。实验表明,时间延迟在0.22~1.82 ps范围内变化时,重建的脉冲时域宽度最大相对标准偏差小于2.76%。证明了光谱相位可以在较宽的时间延迟范围内得到精确的还原结果,降低了对光谱仪分辨率的要求,也简化了寻找最佳时间延迟的实验调试过程。 展开更多
关键词 超快光学 飞秒激光测量 光谱干涉 相位还原
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飞秒激光短脉冲测量系统中三阶色散效应的数值分析 被引量:2
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作者 王屹山 陈国夫 +2 位作者 赵尚弘 王贤华 于连君 《光子学报》 EI CAS CSCD 1999年第4期306-309,共4页
本文在光脉冲近似为双曲正割函数下,运用有限傅里叶变换法(FFT)对飞秒脉冲二次谐波自相关测量系统中主要由倍频晶体引起的三阶色散效应进行了数值计算和分析.指出当光脉冲的半高宽(FWHM)接近或小于10fs时,脉冲才有明... 本文在光脉冲近似为双曲正割函数下,运用有限傅里叶变换法(FFT)对飞秒脉冲二次谐波自相关测量系统中主要由倍频晶体引起的三阶色散效应进行了数值计算和分析.指出当光脉冲的半高宽(FWHM)接近或小于10fs时,脉冲才有明显的展宽效应,脉冲的展宽倍数与晶体的长度成递增关系,脉冲的前沿也出现了弛豫振荡结构的畸变现象,计算同时给出能基本消除三阶色散的展宽效应的倍频晶体的最大厚度。 展开更多
关键词 飞秒脉冲 测量系统 三阶色散 激光 数值分析
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用于飞秒激光绝对距离测量的法布里-珀罗标准具的设计与实现 被引量:2
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作者 许艳 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第1期240-245,共6页
法布里-珀罗标准具是许多经典和现代光学领域中非常重要的器件之一。设计了一种简单稳定的空气隙法布里-珀罗标准具,作为飞秒脉冲激光器绝对距离测量光谱分辨干涉法的核心器件。将法布里-珀罗标准具放置在迈克耳孙干涉仪两路光束会聚出... 法布里-珀罗标准具是许多经典和现代光学领域中非常重要的器件之一。设计了一种简单稳定的空气隙法布里-珀罗标准具,作为飞秒脉冲激光器绝对距离测量光谱分辨干涉法的核心器件。将法布里-珀罗标准具放置在迈克耳孙干涉仪两路光束会聚出光处,滤出飞秒激光光学频率梳的梳齿,通过光谱仪精确地监测出飞秒脉冲激光器绝对距离测量干涉信号的光谱功率密度,从而计算出绝对距离。详细介绍了法布里-珀罗标准具的参数设计,进行了法布里-珀罗标准具调节系统实验。简要分析了飞秒脉冲激光器绝对距离测量光谱分辨干涉法的测量原理,实验结果表明,在±1 mm测量范围内精确度可以达到±5μm以内。 展开更多
关键词 激光光学 法布里-珀罗标准具 飞秒脉冲激光器 绝对距离测量 光谱分辨干涉
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用频率分辨光学开关法测量飞秒激光脉冲 被引量:1
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作者 王卫京 李华军 +1 位作者 刘文军 曲士良 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第z3期12-16,共5页
飞秒脉冲的测量在飞秒激光的应用中起着关键性作用。文中阐述了频率分辨光学开关法测量飞秒脉冲的原理和再现算法,构建了一台用于飞秒脉冲测量的二次谐波-频率分辨光学开关装置,利用该装置对谐振腔输出的飞秒脉冲进行了测量。利用二次谐... 飞秒脉冲的测量在飞秒激光的应用中起着关键性作用。文中阐述了频率分辨光学开关法测量飞秒脉冲的原理和再现算法,构建了一台用于飞秒脉冲测量的二次谐波-频率分辨光学开关装置,利用该装置对谐振腔输出的飞秒脉冲进行了测量。利用二次谐波-频率分辨光学开关法测量得到了描迹图信号,对信号分布进行计算机迭代处理,得到了飞秒脉冲的时间宽度及光谱宽度、电场及其位相在时域和频域的详细信息。谐振腔直接输出脉冲的时间宽度为56 fs,光谱宽度为27 nm,时间带宽积为0.686,算法中的最小误差为0.001 792。实验结果表明二次谐波-频率分辨光学开关法是一种有效的飞秒脉冲测量方法。 展开更多
关键词 飞秒激光脉冲 测量 频率分辨光学开关法 迭代计算
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FROG飞秒脉冲脉宽重建及可视化测量 被引量:1
11
作者 贾豫东 张晓青 《激光杂志》 北大核心 2017年第4期25-27,共3页
文章对在Matlab环境中实现FROG脉冲迭代算法进行了理论分析,给出了详细的矩阵数学模型推导过程。在此基础上,根据飞秒脉冲测量需求,在Matlab中编写了GUI用户界面,实现了对FROG行迹的重建和标定。采用该GUI,对实际的飞秒脉冲进行了在线测... 文章对在Matlab环境中实现FROG脉冲迭代算法进行了理论分析,给出了详细的矩阵数学模型推导过程。在此基础上,根据飞秒脉冲测量需求,在Matlab中编写了GUI用户界面,实现了对FROG行迹的重建和标定。采用该GUI,对实际的飞秒脉冲进行了在线测量,重建后的FROG行迹和标定后的FROG行迹吻合,可直接获取测量中的迭代次数、迭代误差、飞秒脉宽、谱宽等关键信息,可以直接应用到FROG脉宽测试仪的工程化设计中。 展开更多
关键词 飞秒脉冲测量 FROG脉冲重建 MATLAB 可视化测量
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双光路测量红外飞秒激光脉冲的载波包络相位稳定性 被引量:1
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作者 王建良 张春梅 +1 位作者 宋立伟 冷雨欣 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期3966-3970,共5页
描述了利用双光路自参考技术测量红外飞秒脉冲载波包络相移的方法,并通过建立的红外飞秒脉冲载波包络相移测量装置,实验测量了自主搭建的可调谐光学参量放大系统输出的红外飞秒激光脉冲的载波包络相移.对于1.6μm的激光脉冲,测量得到在1... 描述了利用双光路自参考技术测量红外飞秒脉冲载波包络相移的方法,并通过建立的红外飞秒脉冲载波包络相移测量装置,实验测量了自主搭建的可调谐光学参量放大系统输出的红外飞秒激光脉冲的载波包络相移.对于1.6μm的激光脉冲,测量得到在100s内其相位抖动为115mrad(rms).实验结果表明双光路法具有易于调节、测量方便、应用性强等优点. 展开更多
关键词 飞秒激光测量 自参考技术 双光路 载波包络相位
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无光栅频率分辨光学开关行迹分析 被引量:1
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作者 周松 彭志涛 +2 位作者 夏彦文 孙志红 董军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2059-2062,共4页
从无光栅频率分辨光学开关(GRENOUILLE)的测量原理出发,分析了不均匀的光束空间轮廓导致行迹畸变的原因,并通过数值方法模拟了GRENOUILLE内部存在的数据一致性校验机制对这种影响的抑制作用。结果表明:不均匀光束空间轮廓对GRENOUILLE... 从无光栅频率分辨光学开关(GRENOUILLE)的测量原理出发,分析了不均匀的光束空间轮廓导致行迹畸变的原因,并通过数值方法模拟了GRENOUILLE内部存在的数据一致性校验机制对这种影响的抑制作用。结果表明:不均匀光束空间轮廓对GRENOUILLE测量结果的影响并不显著;实际测量中更应避免的是使用过小的光束口径,它将导致行迹不完整,从而显著影响时间波形的测量结果。 展开更多
关键词 飞秒脉冲测量 频率分辨光学开关 无光栅频率分辨光学开关 光束空间轮廓
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GRENOUILLE系统中时间延迟量参数优化设计
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作者 贾豫东 张晓青 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期613-616,共4页
GRENOUILLE飞秒脉冲测量系统中,时间延迟量是一个关键参数,直接决定了飞秒脉宽测量范围。本文量化分析了时间延迟量与菲涅尔双棱镜底角、待测光斑直径等参数之间的关系,研究结果表明,菲涅尔双棱镜底角越大,待测光斑半径越大,双棱镜-SHG... GRENOUILLE飞秒脉冲测量系统中,时间延迟量是一个关键参数,直接决定了飞秒脉宽测量范围。本文量化分析了时间延迟量与菲涅尔双棱镜底角、待测光斑直径等参数之间的关系,研究结果表明,菲涅尔双棱镜底角越大,待测光斑半径越大,双棱镜-SHG晶体间距越大,产生的最大时间延迟量越大,可测得的飞秒脉冲越宽。确定了光路系统中器件参数,通过实验进行了验证,测量结果的误差优于5%,为GRENOUILLE测量系统优化设计提供了参考和依据。 展开更多
关键词 飞秒脉冲测量 GRENOUILLE 时间延迟 菲涅尔双棱镜 厚SHG晶体
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强飞秒激光脉冲诱导空气等离子体细丝长度的声学测量
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作者 吴四清 熊钢 王耿 《激光杂志》 北大核心 2015年第9期37-39,共3页
利用光电离模型对强飞秒激光脉冲诱导空气等离子体成丝做了理论解释,对等离子体细丝辐射的声音信号进行了探测,根据等离子体细丝在激光传输方向上不同位置辐射声音脉冲信号的强度不同,得到了等离子体细丝的长度信息。
关键词 飞秒激光脉冲 等离子体细丝 声学测量
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飞秒光频梳的任意长绝对测距理论分析 被引量:6
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作者 诸葛晶昌 邢书剑 高建树 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期149-156,共8页
传统脉冲干涉测距只能测量离散的长度值,提出了一种利用飞秒光频梳进行任意长绝对测距的方法,建立了多脉冲干涉的时间相干模型,分析了被测距离与多脉冲干涉条纹峰值点位置变化的关系,研究了大气条件的改变对测距结果的影响。模拟结果表... 传统脉冲干涉测距只能测量离散的长度值,提出了一种利用飞秒光频梳进行任意长绝对测距的方法,建立了多脉冲干涉的时间相干模型,分析了被测距离与多脉冲干涉条纹峰值点位置变化的关系,研究了大气条件的改变对测距结果的影响。模拟结果表明:多脉冲干涉条纹峰值点位置的偏移具有周期性,在一个周期内呈单调性改变;温度和湿度的改变与多脉冲干涉条纹的峰值间距的改变呈正比,而气压和二氧化碳含量的改变与多脉冲干涉条纹的峰值间距的改变呈反比。该分析结果对于在空气中进行长距离绝对测距具有重要意义,可利用建立的模型进行误差补偿,以提高测距精度。 展开更多
关键词 测量 飞秒光频梳 多脉冲干涉 任意长绝对测距 误差补偿
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飞秒脉冲光谱测量对时域波形重建的影响 被引量:2
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作者 邓玉强 孙青 +2 位作者 吕亮 吴志峰 代彩红 《计量学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期563-566,共4页
利用光谱相位还原直接电场重建法对飞秒脉冲激光时域波形进行重建,分析了光谱测量波长示值误差和光谱辐照度示值误差对于飞秒脉冲光谱测量的影响。使用低压汞灯对光谱仪波长校准,根据校准结果,对测量光谱蓝移和红移,通过数值模拟研究波... 利用光谱相位还原直接电场重建法对飞秒脉冲激光时域波形进行重建,分析了光谱测量波长示值误差和光谱辐照度示值误差对于飞秒脉冲光谱测量的影响。使用低压汞灯对光谱仪波长校准,根据校准结果,对测量光谱蓝移和红移,通过数值模拟研究波长示值误差对重建脉冲波形的影响;利用光谱辐射照度标准装置对光谱仪光谱辐照度校准,通过增加白噪声模拟分析和各种常用反射片实验测量研究光谱辐照度示值误差对重建脉冲波形的影响。结果表明,光谱测量波长示值误差和光谱辐照度示值误差对于飞秒脉冲光谱测量的相对标准差在1%之内。 展开更多
关键词 计量学 飞秒脉冲激光 光谱测量 时域波形测量
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